[发明专利]三维复杂光场的全相位调制方法

摘要

一种三维复杂光场的全相位调制方法，采用相干光源1照射全相位空间光调制器2，全相位空间光调制器2出射平面的相干光经光学成像系统3传播到达第一成像平面4，相干光在自由空间继续传播，并依次到达第二成像平面5，第三成像平面6等多个成像平面，在每个成像平面的设定区域内，振幅分布满足设定值，成像平面的设定区域和振幅分布设定值由三维空间复杂光场的分布决定，全相位空间光调制器2的相位分布函数通过迭代方法求得，该方法可以实现在任意三维曲面上的投影、实现三维立体显示。

主权项

1. 一种三维复杂光场的全相位调制方法，其特征在于：该方法采用相干光源(1)照射全相位空间光调制器(2)，经光学成像系统(3)传播，同时在多个成像平面上调制复杂光场的振幅分布，该方法包含以下步骤：1)初始化并设定迭代的初始平面，确定多个成像平面复杂光场的设定区域，以及振幅分布设定值，确定全相位空间光调制器(2)的初始相位分布函数，2)复杂光场正向传播距离z1，即全相位空间光调制器(2)出射平面的复杂光场经过光学成像系统(3)，传播了距离z1，到达了第一成像平面(4)，3)施加第一成像平面(4)振幅限制条件，即在预先设定区域A1内，修正后的振幅分布函数Amp1′(x，y)与设定值F1(x，y)相等，而在区域A1外，保持不变，相位分布函数保持不变，4)复杂光场正向传播距离z2，即第一成像平面(4)出射的复杂光场传播距离z2，到达第二成像平面(5)，5)施加第二成像平面(5)振幅限制条件，即在预先设定区域A2内，修正后的振幅分布函数Amp2′(x，y)与设定值F2(x，y)相等，而在区域A2外，保持不变，相位分布函数保持不变，6)复杂光场正向传播距离z3，即第二成像平面(5)出射的复杂光场传播距离z3，到达第三成像平面(6)，7)施加第三成像平面(6)振幅限制条件，即在预先设定区域A3内，修正后的振幅分布函数Amp3′(x，y)与设定值F3(x，y)相等，而在区域A3外，保持不变，相位分布函数保持不变，8)计算并判断第一、二、三成像平面重建振幅分布函数误差是否都小于设定值，如果误差小于设定阈值σ，则迭代结束，否则继续步骤9)，9)复杂光场反向传播距离z1+z2+z3，即第三成像平面(6)出射的复杂光场反向传播z1+z2+z3，到达全相位空间光调制器(2)出射平面，10)施加全相位空间光调制器(2)出射平面振幅限制条件，即将振幅分布函数Amp4(x，y)修正为均匀分布，而相位分布函数保持不变，11)迭代循环步骤2)～步骤10)，直到步骤8)中误差小于设定阈值σ，停止迭代。